Лекции 8, 9. Некоторые приёмы программирования
Наиболее часто используемые приёмы программирования, применяемые студентами на практических занятиях, рассматриваются на примерах обработки числового массива A с количеством элементов N. Ниже представлены фрагменты программ на языке Pascal для каждого из предложенных приемов.
Вычисление суммы и произведения элементов массива:
………
S:=0; / / сумма
P:=1; / / произведение
FOR I:=1 TO N DO
BEGIN
S:= S+A[I];
P:= P*A[I];
END;
……..
Нахождение максимального (минимального) элемента массива (на примере нахождения максимального элемента):
…………
IMAX:=1;
FOR I:=2 TO N DO
IF A[I]>A[IMAX]
THEN
IMAX:=I;
…………
Здесь IMAX – номер максимального элемента;
A[IMAX] – максимальный элемент.
Удаление заданного (К-го) элемента массива:
………..
FOR I:=K TO N-1 DO
A[I]:=A[I+1];
N:=N-1;
………..
Вставка нового элемента (M) на заданное (К-е) место в массив:
…………
N:=N+1;
FOR I:=N DOWN TO K+1 DO
A[I]:=A[I-1];
A[K]:=M;
………..
Сортировка массива
Метод обмена («метод пузырька»):
Суть данного метода заключается в сравнении соседних элементов массива, начиная с первой и до последней пары. Если предыдущий элемент пары больше последующего (при сортировке по возрастанию), то соседи меняются местами. Для полной сортировки необходимо сделать N-1 таких «проходов» по массиву.
..............
FOR J:= 1 TO N-1 DO
FOR I:= 1 TO N-1 DO
IF A[I] > A[I+1]
THEN
BEGIN
BUF:= A[I];
A[I]:= A[I+1];
A[I+1]:= BUF;
END;
……….
Здесь BUF – буферная переменная для перестановки;
Метод обмена можно ускорить двумя способами:
5
4 3 2 1
4 3 2 1 2
3 2 1 3 3
2 1 4 4 4
1 5 5 5 5
а) уменьшать на каждом проходе количество сравниваемых пар:
..............
FOR J:= 1 TO N-1 DO // или FOR J:=N-1 DOWNTO 1 DO
FOR I:= 1 TO N-J DO // FOR I:=1 TO J DO
IF A[I] > A[I+1]
THEN
BEGIN
BUF:= A[I];
A[I]:= A[I+1];
A[I+1]:= BUF;
END;
……….
б) прекращать сортировку при окончании перестановок:
……….…
K:=N;
REPEAT
PORYADOK:=TRUE;
K:= K-1;
FOR I:= 1 TO K DO
IF A[I] > A[I+1]
THEN
BEGIN
BUF:= A[I];
A[I]:= A[I+1];
A[I+1]:= BUF;
PORYADOK:=FALSE;
END;
UNTIL PORYADOK;
…………
Метод выбора:
Суть метода выбора: при сортировке по возрастанию находится минимальный элемент в диапазоне от первого до последнего и меняется местами с первым. Далее находится минимальный элемент от второго до последнего и меняется со вторым и т.д.
………..
FOR I:= 1 TO N-1 DO
BEGIN
MIN:= A[I];
IMIN:=I;
FOR J:= I+1 TO N DO
IF A[J] < MIN
THEN
BEGIN
MIN:= A[J];
IMIN:= J;
END;
A[IMIN]:= A[I];
A[I]:= MIN;
END;
…………
Метод вставки:
Считается, что массив разделён на две части: отсортированную (в начале массива) и неотсортированную (в остальной части массива). В самом начале отсортированная часть состоит из первого элемента. Первый элемент из неотсортированной части (его номер – I) вставляется в отсортированную часть без нарушения сортировки (в позицию J). Затем выбирается следующий элемент неотсортированной части (он в ней стал уже первым) и вставляется в отсортированную часть. И так – до последнего элемента массива:
2
J 3 I
2
4 6 3 1 7
1
4 BUF
……..
FOR I:= 2 TO N DO
BEGIN
1 BUF:= A[I];
J:=
1;
2 WHILE BUF > A[J] DO
J:= J+1;
FOR
K:= I DOWNTO J+1 DO
3 A[K]:= A[K-1];
4 A[J]:=BUF;
END;
………